4.5.3.Электромагнитный контактор

Предназначен для включения и выключения мотор-вентиляторов, мотор-компрессоров, мотор-генераторов (возбудителей), электрических печей и др.

Электромагнитный контактор

1. сердечник («ярмо»);

2. включающая катушка под напряжение 50В;

3. якорь – небольшая пластина на своей оси;

4. изоляционная планка, объединяющая и якорь и подвижные контакты;

5. выключающая пружина;

6. подвижные контакты («пальцы»);

7. неподвижные контакты, к кронштейнам которых присоединяются провода вспомогательных цепей;

8. дугогасительная камера.

Принцип работы:

Машинист на панели управления включает соответствующую кнопку и на включающую катушку 2 контактора подается напряжение 50В. Катушка создает магнитный поток, который притягивает якорь 3 с планкой 4 и подвижные контакты 6 прижимаются к неподвижным 7. Создается цепь, подсоединяющая вспомогательную машину к контактной сети.

Для отключения вспомогательной машины, выключается соответствующая кнопка на панели управления. Ток в катушку вентиля не поступает, магнитный поток отсутствует. Под действием выключающей пружины 5 якорь 3 вместе с планкой 4 отжимаются и подвижный контакт отходит от неподвижного. Цепь разомкнута. Какая-то вспомогательная машина отсоединяется от контактной сети.

4.5.4.Аппараты с групповым приводом

Групповые аппараты имеют один привод, но много контактов. К таким аппаратам относят реверсоры, переключатели режимов и др.

Устройство:

1. каркас

2. два электромагнитных вентиля

3. один пневматический цилиндр, в котором имеется два поршня, соединенные между собой зубчатой рейкой

4. шестерня, насаженная на кулачковый вал и контактирующая с зубчатой рейкой

5. кулачковый вал, который своими кулачками замыкает и размыкает контакты

6. контакторные элементы, имеющие подвижный и неподвижный контакты

Принцип работы покажем на примере реверсора. При постановки реверсивно-селективной рукоятки, например вперед, замыкаются кулачковые контакторы в контроллере машиниста и на вентиль реверсора подается напряжение 50В. Он срабатывает и впускает воздух в цилиндр, передвигая поршень и зубчатую рейку. Зубчатая рейка вращает шестерню с кулачковым валом, который своими кулачками какие-то контакты замыкает, а какие-то размыкает, через которые проходит ток от контактной сети на тяговые двигатели.

При необходимости движения в другую сторону возбуждается второй вентиль реверсора, воздух входит в цилиндр с другой стороны, передвигая зубчатую рейку в противоположную сторону, которая вращает шестерню с кулачковым валом в обратную сторону. Замкнутые контакты реверсора размыкаются, а другие замыкаются. Направление тока в тяговых двигателях изменилось. Якорь начинает вращаться в противоположную сторону.

4.6.Регулирование скорости движения

Если вспомнить тяговые характеристики локомотива, можно говорить, что чем выше величина скорости (v), тем ниже величина силы тяги (F_к).

Скорость движения локомотива равна:

,

где U_Д – напряжение на двигателе, В;

I_д – ток, протекающий через двигатель, А;

∑R_д – суммарное сопротивление цепи, включающее сопротивление тягового двигателя, Ом;

С – постоянная электрической машины;

Ф - магнитный поток, Вб.

Исходя из формулы, регулирование скорости движения можно осуществлять двумя путями:

- Изменять напряжение на двигателе U_Д;

- Изменять магнитный поток Ф.

Изменять напряжение у электровозов постоянного тока возможно двумя путями:

- При помощи пускового резистора R_п

Последовательно с тяговыми двигателями включается и регулируемый пусковой резистор R_п. С увеличением R_п возрастает и падение напряжения на нем.

По 2му закону Кирхгофа: чем больше резистор, по которому протекает ток, тем большее напряжения приходится на него. Следовательно, меньше напряжения приходится на тяговые двигатели и, согласно формулы, с меньшей скоростью будет двигаться локомотив. С уменьшением R_п уже большая часть напряжения приходится на двигатели и скорость увеличивается. При R_п=0 скорость становится максимальной для данного соединения.

Например, на электровозах ВЛ10, пусковых резисторов восемь ящиков на одной секции и восемь - на второй. Машинисты называют пусковые резисторы реостатами.

При втором способе регулирования скорости осуществляется группировкой

тяговых двигателей. У электровозов постоянного тока имеется три варианта группировки тяговых двигателей (С, СП, П).

Сериесное соединение (последовательное) тяговых двигателей (С)

На каждый двигатель приходится по 1000 В при условии R_п=0.

Сериесно – параллельное соединение тяговых двигателей (СП)

На каждый двигатель приходится по 1000 В.

при условии R_п=0

Параллельное соединение (П)

U_с=3000В

Согласно формуле, чем выше напряжение на двигателях, тем выше скорость движения локомотива. Значит при С соединим тогда, когда U_д=500В, скорость невысокая; а на П соединении скорость движения значительно выше. На каждой группировке двигателей дополнительно изменяется и величина пускового резистора (R_п). Тем самым достигается плавная регулировка скорости движения локомотива. Для таких переключений у главной рукоятки контроллера машиниста у электровозов постоянного тока имеется 37 позиций.

Второй способ регулирования скорости – изменение магнитного потока

Параллельно обмотке возбуждения (главным полюсам) через контакторы 1,2,3,4 подключаются резисторы (R_ш), так называемый «шунт». Индуктивность (L_ш) необходима для стабилизации магнитных переходных процессов в тяговых двигателях.

Полное поле (ПП), когда все контакторы выключены, ток в якоре будет равен току возбуждения (I_я=I_в). Локомотив двигается с какой-то определенной скоростью.

При ослаблении поля (ОП) включается контактор 1 происходит ослабление поля ОП1; через резистор R_ш начинает протекать часть тока двигателя, уменьшая тем самым ток в обмотке возбуждения. При включении контактора 2, ток в обмотке возбуждения еще более уменьшится. С уменьшением тока в обмотке возбуждения I_в согласно кривой намагничивания уменьшается магнитный поток Ф и в соответствии с формулой скорость движения возрастает.

Чем меньше ток в обмотке возбуждения I_B, тем меньше и магнитный поток Ф.

На электровозах переменного тока регулирование скорости происходит при помощи трансформатора, то есть напряжение на двигателях изменяется при помощи изменения количества витков. В России количество витков изменяют на вторичной обмотке трансформатора. На электровозах переменного тока кроме этого применяется два ослабления поля.

На тепловозах регулирование скорости происходит изменением напряжения на генераторе за счет изменения частоты вращения дизеля количеством подачи топлива. С увеличением количества топлива возрастает частота вращения дизеля и возрастает напряжение, вырабатываемое главным генератором. Существует и два ослабления поля.